Question

（11分）如圖所示，有一質子經電壓為U₀的加速電場加速后，進入兩板長為L、間距為d、板間電壓為U的偏轉電場，若質子從兩板正中間垂直射入偏轉電場，求：
（1）質子剛進入偏轉電場時的速度大��；
（2）質子穿出偏轉電場時的側位移；
（3）若L=d，U=2U₀,則質子穿出偏轉電場時的偏轉角是多少。

Answer 1

（1）（2）（3）

（1） 質子在左邊的加速電場中有：
  (1分),
  （1分）
（2）質子在右邊的偏轉電場中可分解為沿板方向的勻速直線運動和垂直板方向的勻加速直線運動
因為：   （1分）， 
   （1分）
所以，加速度：   （1分）
沿板方向 ：        （1分）
垂直板方向的側位移：    （1分）  
（3）   （1分）
              （1分）
    （1分）
       （1分）
本題考查帶電粒子在電場中的偏轉，帶電粒子首先在加速電場中在電場力的作用下做勻加速直線運動，可根據動能定理求得飛出加速電場時的速度大小，進入偏轉電場后由于初速度與電場力方向垂直，能判斷出粒子做的是類平拋運動，根據水平方向的勻速運動求得運動時間，再由豎直方向電場力提供加速度的勻加速直線運動可求得飛離電場時的豎直位移大小，同理可求得飛離電場時豎直方向的分速度大小，從而確定速度方向